[发明专利]带有包括粗纱的尾缘的风力涡轮机转子叶片

说明书

本发明涉及带有包括粗纱的尾缘的风力涡轮机转子叶片。具体地，描述了一种通过真空辅助树脂传递模塑法制造包括尾缘（11）的风力涡轮机转子叶片（35）的方法。所述方法包括以下步骤：将包括纤维材料的多个层（41）铺设到第一模具部分（46a）的内表面（49a）上，将多根纤维粗纱（44）在形成所述叶片（35）的尾缘（11）的位置处铺设到多个层（41）上，以及使用真空辅助树脂传递模塑法来铸造所述叶片（35）。

技术领域

本发明涉及一种通过真空辅助树脂传递模塑法（VARTM）来制造包括尾缘的风力涡轮机转子叶片的方法。本发明进一步涉及风力涡轮机转子叶片和风力涡轮机。

背景技术

根据文献EP 1 310 351 B1，在一个使用了例如VARTM工艺的模塑工艺中铸造整体式风力涡轮机转子叶片是已知的。而且还已知在叶片中特别是叶片的尾缘处增加核芯材料（诸如，轻木或PVC泡沫），以便增加叶片的稳定性和刚度。在叶片的尾缘中放入核芯材料的目的是要向转子叶片的这一部分增加刚度。

为了集成例如三角形形状的尾缘核芯材料，需要围绕三角形形状的尾缘核芯材料设置额外的几层增强材料，并且它全部被设置在叶片复合结构的外壳层之间。因此，产生尾缘“腹板（web）”，其有助于传递力，且在叶片构造的上、下部分之间产生刚度。然而，此方案的一个难点在于以适当的方式围绕核芯材料铺设增强纤维材料以便获得期望的构造和性质是相对耗时的。

发明内容

本发明的第一目的是要提供一种改进的用于制造风力涡轮机转子叶片的方法，它耗时较少，并且节约成本。本发明的第二目的是要提供一种有利的风力涡轮机转子叶片。第三目的是要提供一种有利的风力涡轮机。

第一目的是通过权利要求1所述的用于制造风力涡轮机转子叶片的方法实现的。第二目的是通过权利要求12所述的风力涡轮机转子叶片实现的，第三目的是通过权利要求13所述的风力涡轮机实现的。从属权利要求限定了本发明进一步的改进。

本发明的用于制造包括尾缘的风力涡轮机转子叶片的方法是通过真空辅助树脂传递模塑法（VARTM）来执行的。本发明的方法包括如下步骤：将包括纤维材料的多个层铺设到第一模具部分的内表面上，将多根纤维粗纱铺设到所述多个层的形成所述叶片的尾缘的位置处，以及使用真空辅助树脂传递模塑法来铸造所述叶片。多根纤维粗纱可被铺设到之前铺设的多个纤维层的最里面的一层或内层或最上层上。

本发明是有利的，因为本发明的构造使用较少的或较便宜的材料，因此比现有技术的构造更轻，但仍能在叶片的上面部分和下面部分之间提供力的传递。而且，结合两个叶片侧面之间的剪切力传递，实现了尾缘的增强。

本发明是进一步有利的，因为在叶片的制造期间（即在纤维材料的铺设期间），所述的构造设置起来相对简单。这带来的影响是它是有成本效益的，原因是花费较少的人力。

本发明更进一步是有利的，因为粗纱束是非常柔韧的，会吸收尾缘处叶片侧面之间的工艺公差，因此其形态适应模具形态所产生的空腔。

所使用的粗纱可以具有纵向方向。优选地，所述粗纱可被铺设成具有平行于所述尾缘或者平行于叶片纵向方向或跨度方向延伸的纵向方向。

优选地，可使用粗纱束，特别地是为了能够控制铸造前纤维粗纱在模具中的铺设，以及用于保持纤维粗纱。有利地，在将多根粗纱铺设到多个层之前，多根粗纱可被捆扎、或被结合、或被连接、或被组合成一束粗纱。

例如，包皮、或包绕覆层、或软护套、或具有类似功能的类似装置可用来形成粗纱束。优选地，包皮、或包绕覆层、或软护套、或类似装置可包括纤维材料（例如玻璃纤维材料或碳纤维材料）、和/或纸、和/或塑性材料、和/或聚合物。而且，在所述铸造工艺期间，包皮、或包绕覆层、或软护套、或类似装置可被至少部分地溶解。这具有如下优点：粗纱可完全地适应在铸造工艺期间由模具部分给出的形状。

多根粗纱可在所述包皮、或包绕覆层、或软护套、或类似装置内平行地设置。